鹰厦线K249+200～+450滑坡勘探及整治分析

张 俊

(中铁上海设计院集团有限公司南昌院，江西南昌 330002)

1 工程概况

滑坡位于鹰厦铁路K249+325处，纵长250 m，横向宽度50～80 m，相对最大高差约50 m，滑坡面系修建铁路人工开挖，坡度较陡，约45°，后缘坡度较缓，坡度约30°(见图1)。此段堑坡2005年曾整治，在堑坡坡脚处4 m采用浆砌片石护坡，上部4 m采用框架锚杆锚固。2010年4至6月此处多次发生特大暴雨，发生了滑坡病害:天沟下边缘出现裂缝、错落，坡脚处侧沟已经变形，部分盖板已经隆起，锚杆帽变形，目前堑坡处于暂时平衡阶段。

图1 滑坡工程平面

2 自然地理

该工点位于丘陵坡脚，左侧为山体，右临富屯溪，堑坡高20～30 m，堑上丘坡高度大于80 m。植被发育，有冲沟分布。

该区属于中亚热带山地气候，四季分明，冬天严寒，夏天酷热，雨量充沛，温暖湿润，植被茂盛，无霜期长。受台风影响，常年平均气温17.9～21.2℃，极端最高气温43.2℃，极端最低气温 －10.3℃，无霜期247～339 d。年平均降雨量1 430～2 032 mm，年最大降雨量2 783.5 mm，最小降雨量875 mm，每年4～9月为雨季，10月到第二年3月为旱季。

3 勘察工作部署

3.1 勘察目的

勘察范围位于鹰厦铁路K249+200～+450处，前缘到河边，后缘至滑坡顶部陡坎。

采用工程地质测绘、钻探、钻孔测斜及室内岩土试验等综合勘察手段和方法，查明滑坡的地质环境条件，地质灾害的分布、破坏模式、稳定性及发展趋势。根据其危害性和威胁对象，提出切实可行的防治措施，为地质灾害治理设计提供相关依据和参数。

3.2 勘察工作布置原则

查明滑坡的土体厚度以及与下部岩层的接触关系及相关的工程地质条件、水文地质条件，对滑坡的稳定性、变形破坏的发展趋势做出评价，提供验算边坡稳定性、治理设计所需的相关计算参数。

结合场地的地形、地貌条件和边坡目前的变形范围，沿各滑坡主滑方向布置3～5条勘探线，每条勘探线布孔2～3个，预计10～14个钻孔，探井槽若干个，在勘察期间可根据情况适当增减。勘探孔间距不大于50 m，勘探孔的深度应穿过最深潜在滑动面进入稳定岩土层不小于3 m，并应进入支挡结构基底下不小于3 m。

4 滑坡工程地质条件

4.1 地层岩性

该区基岩由元古界麻源群变质岩组成，上覆第四系残坡积层，地层由新到老分述如下。

(1)第四系残积土(Qdel):主要为粉质黏土，褐红色、褐黄色，一般为硬塑状，遇水易软化，软化后呈软塑状，局部含风化岩屑，厚3.0～6.0 m。

(2)云母石英片岩(Pt):灰黄色，全风化，夹风化碎屑，厚3.1～20.7 m。

(3)云母石英片岩(Pt):灰黄、灰绿色，强风化，变晶结构，片状构造，矿物成分以云母、石英为主，厚3.3～24.0 m。

(4)云母石英片岩(Pt):灰黄、灰绿色，弱风化，变晶结构，片状构造，矿物成分以云母、石英为主，局部分布石英脉，厚度大于20.0 m。

4.2 滑坡岩土物理力学性质

勘查期间在钻孔采取滑体土样进行室内试验，其主要参数统计分析见表1，设计参数建议值推荐见表2。

根据试验数据统计分析，天然C值取值范围为3～90 kPa，φ值取值范围为17°～31°。值得说明的是，抗剪强度指标统计中内聚力的数值离散性大，可能是由于该滑坡滑带厚度较薄且黏土和角砾比例变化较大造成的。

表2 设计参数建议值推荐

5 水文地质

该区地表冲沟发育，地表水多以片流的形式向冲沟汇集，沿冲沟流入富屯溪，流量受季节影响变化较大，尤以台风影响最大，每年5月至9月为台风季节，经常带来大暴雨，大量雨水渗入地下。

孔隙潜水主要赋存于上部第四系残积、坡积层黏土，粉质黏土及全风化云母片岩层中。在坡残积土中，呈多层和透镜体分布，具上层滞水性质，含水条件不稳定。地下水位变化幅度大，主要受大气降水补给。基岩裂隙水主要赋存于基岩构造裂隙、层间裂隙和风化裂隙中，一般水量较小，只在构造破碎带及岩层节理裂隙发育部位才稍丰富，主要靠河流侧向渗流补给及排泄。

DK249+210左侧30 m处有泉眼，水量较小。据调查在富屯溪岸边有两处泉眼，常年有水(现被河水淹没)。

6 滑坡形成的原因

6.1 水的作用

本区属亚热带性气候，水量充沛，受台风影响，暴雨多发。2010年4月至6月，因台风影响，鹰厦铁路沿线连续普降大雨，大量雨水沿坡面灌渗，地面裂隙的出现增加了地表水的下渗。土体因吸水饱和形成软化带，加大了岩土体的重量，土体抗剪强度急剧降低，再加上土体内地下水渗流增加了路堑边坡土体下滑力，对滑坡的形成起到主要作用。

6.2 人为活动

本段路堑是当年修建鹰厦铁路时开挖而来，形成长达250 m，高20～50 m的高边坡，支挡滞后，形成一个临空离散面，破坏了自然山坡的平衡。

线路左侧为低山丘陵，右侧紧邻富屯溪，由于建有洋口水电站，常年蓄水放水，水位落差高达7～10 m，库水位涨落，冲击侵蚀坡脚岩土层，加速岩体风化，促使岩土层软化，引起岸坡变形;由于水位迅速下降，边坡土体内的水不能迅速消散，产生动水压力，加大边坡的不稳定性。

6.3 岩土工程性质差

山坡上覆残坡积粉质黏土，结构松散，孔隙大，易于地表水的下渗，加之下部全风化云母片岩结构破碎，风化的云母、绢云母矿物遇水后呈滑腻状，降低了岩土之间的结合力。岩体中分布有石英岩脉，风化后呈石英角砾层存在于岩体中，这种角砾虽厚度不大(一般不大于1 m)，但汇集坡面渗入的水体，使岩土软化也可形成软弱滑动面。

综上所述:连续的强降雨及人工开挖，支挡措施不利，使山坡失去平衡是产生滑坡的主要因素，该滑坡为典型的工程滑坡。

7 滑坡稳定分析与计算

根据滑坡的代表性主滑动面进行稳定性检算，采用分块折线法进行计算。将滑块分成4块，设每块宽1 m(如图2所示)。

图2 代表性主滑动面

滑坡稳定系数KS由下式计算

式中 i——计算段顺序代号，设为1至n段;

Ni——计算段法向分力/kN;

Ti——计算段的切向分力/kN;

Wi——计算段滑体重力/kN;

θi——计算段滑面倾角/(°);

fi——计算段滑带土的摩擦系数，fi=tan φi，φi为计算段滑带土的内摩擦角/(°);

ci——计算滑动带土的黏滞力/kPa;

Li——计算段滑面的长度/m。

计算结果如表3所示。

表3 滑体分块稳定性计算

计算结果KS=0.99，与病害处于暂时平衡阶段的定性评价相符。

8 滑坡整治措施

根据病害性质、病害显露后的发展情况以及稳定性分析结论，为避免病害发展对铁路形成威胁，必须采取工程措施对病害进行整治。按病害性质及滑体形态分析，采用挖方减载及抗滑桩锚固是比较好的方案，但挖方减载存在以下不利因素:

①滑坡体上部山坡较高，减载工程量过大。

②病害区植被茂密，削坡必然造成大面积山体植被破坏，恢复植被及其困难，易造成水土流失及泥石流等危害。

③堆放挖方需要占用林地，破坏环境。

④减载时效性差，病害继续发展就会引起线路中断，难以达到根治的目的。

综上所述，根据地质结构，考虑到各方的因素，本着“一次根治、不留后患”的原则，采取抗滑桩、锚杆框架梁，结合排水的综合整治方案。

9 监测结论

为验证整治成效，在BDK12勘探孔内设置测斜仪进行边坡监测。

(1)边坡在观测期间变形较小，说明其目前处于稳定状态。

(2)12号测孔在距孔口约10 m处变形变化较大，说明此处存在一软弱结构面，与地质勘探结果吻合。

(3)此处边坡若发生滑坡，滑坡深度大约在10 m以内。

(4)抗滑桩施工后边坡变形明显趋于减小，说明抗滑桩已起到抗滑作用。

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